Aktuelle technische
Möglichkeiten der
Klärschlammbehandlung und -
verwertung
27. Osnabrücker Wasserfachtagung
Klärschlamm – Wie geht´s jetzt weiter?
Gertrud Edens | Dr. Born – Dr. Ermel GmbH
11. April 2018
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 2/43
Wer wir sind…
Unabhängige, privat geführte Ingenieurgesellschaft
• Gegründet 1972
• Ca. 190 Mitarbeiter an 5 Standorten
• Tätig für öffentliche und industrielle Kunden
• Arbeitsbereiche u.a.
Wasser/Abwasser
Abfall/Energie
• DIN ISO 9001:2015 zertifiziert seit 1996
• DWA-Mitglied
Leistungsspektrum
• Beratung, Konzepte, Studien, Gutachten
• Planung (alle Phasen z. B nach HOAI)
• Bauleitung, Bauüberwachung
• Projektsteuerung und Projektmanagement
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 3/43
Inhalt
Einführung
Thermische Verfahren zur Klärschlammbehandlung
Klärschlammtrocknung
Praxisbeispiel - Die Mono-Klärschlammverbrennung auf Rügen
Verfahren zum P-Recycling aus Klärschlammasche
Zusammenfassung und Ausblick
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 4/43
Worum es geht…
ca. 26,4 Mio. m3/a
Klärschlamm
ca. 64 Mio. m³/a
Gärreste
ca.
208 Mio. m³/a
Gülle
LNF: 16,7 Mio. ha 18 m³/a*ha = 1,8 l/a*m²
ca. 300 Mio. m³/a
~800.000 tTR/a Stand 2015
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Worum es geht…
Hygieneaspekte
• Medikamentenreste (KA und/oder
Massentierhaltung)
• resistente Bakterienstämme
• Aufnahme über Umwelt/Nahrungsmittel
Umweltaspekte
• Überdüngung (Nitrat im Grundwasser)
• Schwermetalle
• persistente organische Verbindungen und/oder
andere Schadstoffe (Mikroplastik)
Phosphor-Recycling
• Vorgaben gemäß AbfKlärV
• Klärschlämme höherwertig verwerten soweit
technisch und wirtschaftlich möglich
• Rückführung der Rezyklate in den
Wirtschaftskreislauf
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Klärschlammentsorgung gemäß neuer AbfKlärV
Ausbaugröße
GK 1 - 4a (≤ 50.000 EW)
Ausbaugröße
GK 4b (≤ 100.000 EW)
Ausbaugröße
GK 5 (> 100.000 EW)
P-Rückgewinnung
Klärschlamm
(η min. 50 % o. < 20 g P/kg TR)
Mono-BehandlungMit-Behandlung
(Brennstoff: Kohle, Erdgas)
≤ Grenzwerte DüMV/AbfKlärV
Frachtenregelung DüV
Unzulässige Entsorgung
ab 2032 für GK 4b
ab 2029 für GK 5
P-Rückgewinnung
Asche / C-haltige Rückst.
(η min. 80 %)
Zwischenlagerung
Langzeitlager
Anderweitige thermische
Abfallentsorgung (bspw.
Müllverbrennung, Zementwerk)
Bodenbezogene
Verwertung
TOC < 3 Masse-% oder GV < 5 Masse-%
Wirtschaftskreislauf
ab 2032 ab 2029
Rezyklat
≤ Grenzwerte DüMV
oder Produkt
unabhängig vom P-Gehalt weiterhin möglich
< 20 g P/kg TR
≥ 20 g P/kg TR
Nebenprodukte
(bspw. Gips, Metallsalze, P-abgereicherte Stoffe etc.)
Entsorgung
Rückstände,
Reststoffe
Rezyklat
≤ Grenzwerte DüMV
< 20 g P/kg TR
≥ 20 g P/kg TR ≥ 20 g P/kg TR
< 20 g P/kg TR
Thermische
Vorbehandlung
≥ Grenzwerte DüMV/AbfKlärV
Entsorgung
Rückstände,
Reststoffe
Klärschlamm (GK 4b + GK 5)
Asche/C-haltiger Rückstand
Rezyklat
Wirtschaftsgut
P-abgereicherte Stoffe
Klärschlamm (GK 1 - 4a)
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Inhalt
Einführung
Thermische Verfahren zur Klärschlammbehandlung
Klärschlammtrocknung
Praxisbeispiel - Die Mono-Klärschlammverbrennung auf Rügen
Verfahren zum P-Recycling aus Klärschlammasche
Zusammenfassung und Ausblick
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Status Quo der thermischen
Klärschlammbehandlung
Möglichkeiten der thermischen Vorbehandlung
• Mitverbrennung in Kohlekraftwerken, Zementwerken oder Abfallverbrennungsanlagen
• Mono-Klärschlammverbrennungsanlagen
Aspekte der Mitverbrennung
• Limitierung von Kontingenten aufgrund genehmigungsrechtlicher und/oder betrieblicher
Vorgaben einzelner Standorte
• Kapazitätseinschränkungen durch „Energiewende“ (Abkündigung von Kraftwerken)
• Wirtschaftliche Aspekte der Entsorgung (Transport, Aufbereitung, Qualitäten)
Aspekte der Mono-Klärschlammverbrennung
• Effektive Schadstoffsenke für den Klärschlamm
• Prioritärer Weg der Phosphorrückgewinnung aus der Verbrennungsasche
• Effiziente Nutzung des im Klärschlamm enthaltenen Energiepotentials
• Wirtschaftlich unabhängig von steigenden Entsorgungspreisen, somit hohe
Entsorgungssicherheit
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Mono- vs. Mitverbrennungskapazitäten
Entwicklung der Klärschlamm-Mono- und -Mitverbrennung in Deutschland Quelle: Wiechmann, B.: Klärschlammbehandlung in Mono- und Mitverbrennungsanlagen – Stand und Perspektiven,
UBA, 9/2013
2015 2020
AbfKlärV
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 10/43
Thermische Klärschlammbehandlung
Th
erm
isch
e
Klä
rsc
hla
mm
be
ha
nd
lun
g
Mono-Behandlung
Verbrennung
λ > 1
Schmelze λ >> 1
Vergasung
0 < λ < 1
Pyrolyse
λ = 0
Carbonisierung λ = 0
Mit-Behandlung
Kohlekraftwerke
Zementwerke
Abfallbehandlung
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Beste verfügbare Technik - wie sieht die aus?
Geringer Invest
Einfache Technik
Genehmigungskonform
Sicherer Betrieb
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Quelle: Fa. Eisenmann
Wirbelschichtfeuerung Verbrennung ist eine Redoxreaktion, die unter Abgabe
von Energie (exotherm) erfolgt
Klärschlammanforderung: Heizwert von 4.000 - 4.500 kJ/kg (ca. 40 - 50 % TR)
• Entwässerung / Trocknung erforderlich
• Autotherme Verbrennung (ohne Zusatzbrennstoff)
Sauerstoffverhältnis λ > 1
Temperaturen in der Wirbelschicht 850 – 950 °C
Ascheaustrag bevorzugt über Rauchgaspfad
Asche gelistet gemäß Anhang 2 DüMV
Referenzen:
• 21 Anlagen, Deutschland
• 2.000 - 90.000 tTS/a
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Schmelzverfahren Umwandlung von brikettiertem Klärschlamm zu verglastem Material
Kupolofen aus Metallerzeugung
Klärschlammanforderung: min. 80 % TR
• Entwässerung / Trocknung erforderlich
• Mischung mit Kohle und Brikettierung
Sauerstoffverhältnis λ >> 1
Temperaturen etwa 2.000 °C
(Synthesegasnutzung in BHKW)
Eisen- und phosphathaltige Schlacken
Listung gemäß Anhang 2 DüMV
Referenzen:
• Pilotanlage Nürnberg (KRN)
• Großtechnische Anlagen in Japan (ähnliches Prinzip, Fa. Kubota)
Quelle: Stadt Nürnberg, 2016
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Vergasungsverfahren
Umwandlung von festen, kohlenstoffhaltigen Verbindungen
in Synthesegas (CO, H2, CXHY)
Klärschlammanforderung: mind. 90 % TS
• Entwässerung / Trocknung erforderlich
Vergasung, begrenzte Luft- bzw. O2-Menge
• Sauerstoffmenge, 0 < λ < 1
Temperaturen 850 – 880 °C
Synthesegasnutzung bspw. in BHKW
Asche nicht gelistet gemäß Anhang 2 DüMV
Referenzen:
• Balingen, in Betrieb (2.300 tTS/a)
• Mannheim, in Betrieb (5.000 tTS/a)
• Koblenz in Bau (4.500 tTS/a)
Brennstoff
Luft
Asche
Synthesegas
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„Pyrolyseverfahren“ (teilgestufte Verbrennung)
Quelle: Fa. PYREG AG
Pyrolyse, Form der Vergasung
Schnecken- oder Festbettreaktoren
Klärschlammanforderung: > 50 % TR
• Entwässerung / Trocknung erforderlich
Ausschließlich unter Einwirkung zugeführter Wärme und ohne zusätzlichen Sauerstoff
• Sauerstoffmenge, λ = 0
• Sauerstoffmenge, λ > 0 (teilgestufte Verbrennung)
Temperaturen von 400 – 900 °C
Synthesegasnutzung in Brennkammer (FLOX-Brenner)
Modularer Aufbau (1.000 tTS/a)
Pyrolysekoks nicht gelistet (Anh. 2, DüMV)
Referenzen (teilgestufte Verbrennung):
• Versuchsanlage Dörth
• Linz-Unkel, in Betrieb (1 Modul)
• Homburg, im Bau (1-2 Module)
• Emmerich (in Planung)
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HTC-Verfahren
(Hydrothermale Carbonisierung) Umwandlung von feuchter Biomasse zu kohleähnlichem Produkt
Rührreaktor (Druckbehälter)
Klärschlammanforderung: 25 % TS • Entwässerung erforderlich
Sauerstoffverhältnis λ = 0
Temperaturen 180 - 250 °C, Drücke 10 - 40 bar
„Kohleschlamm“ nach Behandlung, auf 75 % TR entwässerbar • Weitere Entwässerung erforderlich • HTC-Kohle fungiert als Schwermetallsenke
Ähnlich hohe Heizwerte wie Braunkohle
Prozesswasser (belastet mit CSB, N, Organik, etc.)
P-Produkt/Kohle nicht gelistet (Anh. 2, DüMV)
Referenzen: • Pilotanlage für Klärschlamm • Großtechnische Anlage in Jining/China
Quelle: Fa. Terra Nova
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Entwicklungsstufen DIN 3460 -
angewendet auf thermische Verfahren Entwicklungs-
stufe Kriterium Vorgabe
Verfahren
Station. Wirbel- schicht
Rost- feuerung
Schmelz- Verfahren
Vergasung Pyrolyse HTC-
Verfahren
1
Anlage/Verfahren Tests im Labormaßstab, Massen- und Energiebilanzen Kernanlage
Eingangs-/
Ausgangsstoffe
Beschreibende Analyse Eingangs- / Ausgangsstoffe
(Qualität, Quantität)
Marktchancen Einschätzung Marktchance Großanlage (Basis Laborergebnisse)
Scale-up Darstellung Möglichkeiten & Risiken Scale-up, Planung Versuchsanlage
2
Anlage/Verfahren Stationärer Betrieb,
Versuchsanlage Massen- und Energiebilanzen Kernanlage
Eingangs-/ Ausgangsstoffe
Analyse Eingangs- /Ausgangsstoffe (Qualität, Quantität), Möglichkeiten & Grenzen Eingangsstoffe
Marktchancen Abschätzung der Marktchancen einer Großanlage
Scale-up Rahmenbedingung Scale-up, weitere Verfahrensschritte, Planung Technikumsanlage
Betrieb Abschätzung möglicher Betriebsprobleme (Korrosion, Erosion, … )
3
Anlage/Verfahren Stationärer Betrieb, Technikumsanlage (längere Zeit),Emissionsmessung
Eingangs-/ Ausgangsstoffe
Prüfung der prozesstypischen Stoffe auf ihre Umweltrelevanz und Nutzbarkeit
Marktchancen Darlegung der Marktchancen einer Großanlage
Scale-up Technische und wirtschaftliche Interpretation Mess- und Analysenergebnisse bzgl. Großanlage, Größe Apparate, Materialien, Bau- und Betriebskosten Großanlage, Kosten pro Tonne Abfall
Betrieb Einschätzung Laufzeit, Anlagenverfügbarkeit und Standzeit einer zu konzipierenden Großanlage
4
Anlage/Verfahren Betrieb großtechnische Anlage in bestimmungsgemäßem Betrieb über ein bis zwei Jahre, Bestätigung der Massen- und Energiebilanzen, Emissionswerte
Eingangs-/ Ausgangsstoffe
Nachweis der Eignung für geplante Eingangsstoffe, Möglichkeiten Produktvermarktung
Marktchancen Validierung der Investitions- und Betriebskosten (Business-Plan)
Betrieb Nachweis der Verfügbarkeit und Laufzeit
5
Anlage/Verfahren Großtechnische Anlage im bestimmungsgemäßem Betrieb über mehrere Jahre, Beurteilung der Umweltrelevanz von Verfahren und Anlage
Eingangs-/ Ausgangsstoffe
Nachweis der Entsorgung der Einsatzstoffe, Nachweis der Vermarktung prozesstypischer Produkte
Marktchancen Nachvollziehbare Darstellung der Investitions- und Betriebskosten über mehrere Jahre
Betrieb Optimierung Effizienz, Verfügbarkeit, Laufzeit
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Inhalt
Einführung
Thermische Verfahren zur Klärschlammbehandlung
Klärschlammtrocknung
Praxisbeispiel - Die Mono-Klärschlammverbrennung auf Rügen
Verfahren zum P-Recycling aus Klärschlammasche
Zusammenfassung und Ausblick
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 19/43
Trocknungsverfahren
Konvektionstrocknung
• Direkter Kontakt zwischen Wärmeträger (z. B. Gas, Dampf)
und Schlamm
Kontakttrocknung
• Direkter Kontakt zwischen Trocknungsfläche und Schlamm
Strahlungstrocknung
• Trocknung des Schlamms erfolgt mit Hilfe
elektromagnetischer Strahlung
Quelle: ATV-DVWK-M 379
Quelle: ATV-DVWK-M 379
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 20/43
Auswirkungen
Massenreduktion durch Entwässerung und Trocknung Quelle: Lehrmann, F.: Überblick über die thermische Klärschlammbehandlung,
UBA, 9/2013
Heizwerterhöhung durch Entwässerung und Trocknung Quelle: Lehrmann, F.: Überblick über die thermische Klärschlammbehandlung,
UBA, 9/2013
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 21/43
Technologieauswahl
Fixieren der angestrebten
Klärschlammentsorgungs- bzw.
Verwertungskonzepte
• Vorgabe Trocknungsgrad
Einbeziehen standortspezifischer
Randbedingungen
• Betriebliche, energetische und
emissionsseitige Hintergründe
• Platzverhältnisse
• Auswirkungen durch
Rückbelastungen
(Brüdenkondensat)
• Genehmigungsseitige
Vorgaben/Einschränkungen
Prinzip Konvektions-
trockner Strahlungs-
trockner Kontakt- trockner
Merkmal Einheit Band-
trockner Trommel- trockner
Wirbelschicht-verdampfungs- trockner
2) [5]
Solartrockner (thermisch unterstützt)
Dünn- schicht-/
Scheiben- trockner
Schnecken- trockner
Stand der Technik - Ja Ja Nein Ja Ja Ja
Realisierte Anlagen - Ja Ja Nein 3)
Ja Ja Ja
Betriebssicherheit - - - + + + +
Genehmigungsfähigkeit - Ja Ja Ja Ja Ja Ja
Flächenbedarf - - + ++ -- + +
Leistungsbereich je Aggregat
max. tH2O/h
5 5 2 - 55 0,9 6 1,5
el. Energieverbrauch kWhel/tH2O 60 - 120 70 - 120 90 - 110 20 - 30 50 - 60 30 - 60
therm. Energieverbrauch
kWhth/tH2 850 - 1.100
900 - 1.100
670 - 720 (2.5002)) 760 - 850 760 - 850
Teiltrocknung - - -- -- + + +
Volltrocknung - + + ++ (+) -(+) 4) +
Ausgangsmaterial - Stäbchen Granulat Granulat Granulat Feingranulat Granulat
Brüdenwärme - - - ++ -- + +
Geruchsgefahr - - - + + + +
++ sehr gut + gut - weniger gut -- gering
2) bis zu 4 bar Druck schlammseitig
3) realisierte Anlagen nur für Zuckerherstellung, jedoch nicht zur Klärschlammtrocknung
4) Dünnschichttrockner erzielt Volltrocknung ohne und Scheibentrockner mit Rückmischung
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Inhalt
Einführung
Thermische Verfahren zur Klärschlammbehandlung
Klärschlammtrocknung
Praxisbeispiel - Die Mono-Klärschlammverbrennung auf Rügen
Verfahren zum P-Recycling aus Klärschlammasche
Zusammenfassung und Ausblick
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Standorte Kläranlagen Rügen
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 24/43
Quo Vadis thermische
Klärschlammbehandlung?
BGA 30 €/t
2011 * 50 €/t
2015 * 72 €/t
2017 85 €/t
20XY
> 100 €/t?
Alle Angaben in €/tOS, netto ohne Transport
* KVA Anfrage
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Anlagenkonzept Rügen
Kombiniertes Schlammbehandlungsverfahren
• Schlammfaulung mit Gasspeicher
• Schlammentwässerung und -trocknung
• Thermische Schlammbehandlung in stationärer Wirbelschicht
• Abgasreinigung im quasi-trocken Verfahren
Energienutzung
• Faulgasnutzung in BHKW-Motor
• Strom und Wärme für KA Standort
• Wärme aus Klärschlammverbrennung
• Trocknung des Klärschlamms für autotherme Verbrennung
Reststoffe
• Asche aus Verbrennung für mögliches späteres P-Recycling
• Reststoffe aus Abgasreinigung zur externen Entsorgung
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Anlageneckdaten KVA Rügen
Parameter Einheit Wert
Faulung
Durchsatzleistung m³/d 120
Gasmenge m³/h 110
Energieerzeugung (BHKW) kWel. 330
Energieerzeugung (thermisch) kWth. 360
Verbrennung
Brennstoffmenge (Klärschlamm, Rechengut, Strandgut) MgTS/a 2.000
Durchsatzleistung Ofen kgTS/h 180 - 270
TR-Gehalt, Mischung Ofeneintritt % ca. 55
Feuerungswärmeleistung MWth 0,900
Luftvorwärmung °C 245
Verbrennungsasche (nutzbar) Mg/a ca. 800
Rückstandsmenge (Deponie) Mg/a ca.500
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Anlagenkonzept
von der Idee zum Konzept
zur Realisierung
Faulung
Monoverbrennung
BHKW
Gasspeicher
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Anlagenkonzept Verbrennung
Wirbelschicht-
ofen
Trockner Gewebefilter
E-Filter Abhitze-
kessel
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 29/43
Wirbelschichtofen mit Anfahrbrennkammer
Anfahr-
brennkammer
Sekundär-
luft
Frischluft
(Primärluft)
Windbox
Wirbelschicht
Feuerraum
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Trockner und Kessel
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 31/43
Wirbelschichtofen und Düsenboden
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 32/43
Kostenrahmen
Leistungen Kosten [€, netto]
Bauleistungen 2.700.000
Maschinentechnik Faulung 2.000.000
Blockheizkraftwerk 300.000
Verbrennungstechnik 3.600.000
Elektro- und Leittechnik 900.000
Standortinfrastruktur und Auftragsabwicklung
1.800.000
Gesamtsumme 11.300.000
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 33/43
Kostenvergleich
Verwertungskonzept der Klärschlammkooperation MV GmbH Quelle: 16. Dialog Abfallwirtschaft MV, Rostock 4/2014
Verbrennung
Gesamtanlage
Rügen
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 34/43
Inhalt
Einführung
Thermische Verfahren zur Klärschlammbehandlung
Klärschlammtrocknung
Praxisbeispiel - Die Mono-Klärschlammverbrennung auf Rügen
Verfahren zum P-Recycling aus Klärschlammasche
Zusammenfassung und Ausblick
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 35/43
Aufwand und Potentiale für das P-Recycling
Volumen-/
Massenstrom
Kläranlagen-
ablauf
Schlamm-
wasser
entw.
Faulschlamm
Klärschlamm-
asche
Phosphor-
Konzentration
Rückgewinnungs-
potential
max.
Rückgewinnungs-
grad
Kosten
rot: „schlecht“ grün: „gut“
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 36/43
Entwicklungsstufen DIN 3460 -
angewendet auf P-Recycling Verfahren
0 1 2 3 4
Vorversuche Laborversuche Technikumsanlage PilotanlageGroßtechnische
Anlage
PASCH
SEPHOS
SESAL-PHOS
BioCon
LEACHPHOS
Eberhard-
Verfahren
EcoPhosgroßtechnische Anlage
für Rohphosphat
TetraPhos Baustart 2018
AshDec
Mephrec für Klärchlamm
ATZ-Eisenbad-
reaktor
RecoPhos AT
KALOGEO
Bioleaching Inocre P-bac
elektrokinetisch EPHOS
Entwicklungsstufe
thermisch
nasschemisch
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 37/43
AshDec-Verfahren 1. Stufe (thermische Behandlung)
• Drehrohrofen, 850 – 1.000 °C
• Zugabe von Natriumsulfat und/oder Natriumcarbonat und Klärschlammtrockengut
• Umwandlung von P zu Magnesium- bzw. Calciumphosphat
2. Stufe (Rauchgasreinigung)
• Quasi-trockenes Reinigungsverfahren (Kalkhydrat, HOK)
• Abscheidung von Schwermetallen
• Asche-Abzug
4. Stufe (Veredelung)
• Ascheveredelung durch weitere Zugabestoffe
• Verwertung bspw. Düngemittelindustrie
Referenzen
• Pilotanlage Leoben (zurückgebaut), Österreich 2008, Aufbereitung Klärschlammasche, Fa. Outotec
Quelle: Fa. Outotec
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 38/43
TetraPhos-Verfahren 1. Stufe (Rührreaktor)
• Elution von Phosphor aus Asche in Phosphorsäure als Calciumdihydrogenphosphat (Ca(H2PO4)2 )
2. Stufe (Fest-Flüssig-Trennung)
• Trennung Aschefraktion von Phosphor-Lösung
3. Stufe (Ca-Separation, Zugabe Schwefelsäure):
• Abscheidung von Gips
• Bildung von Phosphorsäure
4. Stufe (Ionenaustauscher)
• Regeneration mittels Salzsäure, Abscheidung von Mg-/Ca- bzw. Al-/Fe-Salzen
5. Stufe (Vakuumverdampfung)
• Aufkonzentrierung auf rd. 75 % (RePacid)
• Rezyklat als prozesseigene Säure und zur weiteren Verwertung, bspw. Düngemittelindustrie
Referenzen
• Pilot-Anlage Hamburg (KA Köhlbrandhöft), Aufbereitung Klärschlammasche, seit 2015 in Betrieb, Planung für großtechnische Anlage angelaufen (Realisierung 2018), Fa. Remondis
Quelle: Fa. Remondis
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 39/43
EcoPhos-Verfahren 1. Stufe (Rührreaktor)
• Elution von Phosphor aus Asche in Phosphorsäure als Calciumdihydrogenphosphat (Ca(H2PO4)2 )
2. Stufe (Fest-Flüssig-Trennung)
• Trennung Aschefraktion von Phosphor-Lösung
3. Stufe (Ionenaustauscher)
• Abscheidung von Erdalkalimetallen und Metallen
• Gereinigte Phosphorsäure (H3PO4),
• Wiederverwendung im Prozess
• Regeneration mittels Salzsäure, Mg-/Ca-Salzlösung bzw. Al-/Fe-Salzlösung
4. Stufe (Vakuumverdampfung)
• Aufkonzentrierung auf rd. 62 %
• Rezyklat zur weiteren Verwertung, bspw. Düngemittelindustrie
Referenzen
• Bspw. Bulgarien, Syrien, Peru, Namibia (100.000 t/a DCP/MCP aus phosphathaltigem Gestein)
• Pilotanlage Bulgarien, Aufbereitung Klärschlammasche
• Planung einer großtechnischen Anlage in Dünkirchen, Fa. EcoPhos
Quelle: Fa. EcoPhos
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 40/43
Inhalt
Einführung
Thermische Verfahren zur Klärschlammbehandlung
Klärschlammtrocknung
Praxisbeispiel - Die Mono-Klärschlammverbrennung auf Rügen
Verfahren zum P-Recycling aus Klärschlammasche
Zusammenfassung und Ausblick
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 41/43
Zusammenfassung und Ausblick
AbfKlärV seit 03.10.2017 in Kraft - Übergangsfristen aktiv
Neue Kapazitäten an thermische Behandlungsanlagen erforderlich
Die Entsorgungskosten für die Klärschlammbehandlung zeigen eine steigende Tendenz
auf, aufgrund sich verändernder Rahmenbedingungen wie
• vermehrte Mengen an Wirtschaftsdüngern (Klärschlamm, Gülle, Gärrest) treffen auf
Einschränkungen bei der Flächenverfügbarkeit in der Landwirtschaft
• Reduzierung der Kapazitäten in der Mitverbrennung bei Kraftwerken und
Abfallverbrennungsanlagen
• die Novelle der AbfKlärV
Technisch bewährtes und dominierendes Verfahren für thermische Mono-Klärschlammbehandlung
• Stationäre Wirbelschicht
Alternative Verfahren zur Marktreife weiter entwickeln, da insbesondere für dezentrale Lösungen geeignet
Dr. Born – Dr. Ermel © | 27. Osnabrücker Wasserfachtagung | 11. April 2018 42/43
Zusammenfassung und Ausblick Vorteile der Klärschlammtrocknung
• Mengenreduzierung (verringerter Transportaufwand)
• Erfüllung der Anforderungen aus der thermischen Verwertung
Effektives P-Recycling (Klärschlammasche/C-haltige Rückstände):
• Mono-Verbrennung, priorisierte Vorbehandlung
Großtechnische/wirtschaftliche P-Recycling-Verfahren sind noch nicht am Markt verfügbar (Erste Realisierungen sind in den nächsten Jahren zu erwarten)
• Alternativen:
Deponie (Langzeitlager)
Abgabe an die Düngemittelindustrie